DE102014110372B4 - Control device for a turbocharged internal combustion engine and method therefor - Google Patents

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Abstract

Verbrennungsmotor, welcher einen Turbolader (20) hat, aufweisend:den Verbrennungsmotor (10), welcher Leistung durch Verbrennung eines Kraftstoffs erzeugt,den Turbolader (20), welcher aufweist eine Turbine, welche von Abgas des Verbrennungsmotors betrieben ist, und einen Verdichter, welcher mit der Turbine über eine Drehwelle verbunden ist, und welcher somit mittels des Verdichters verdichtete Luft zu einer Verbrennungskammer (12), welche im Verbrennungsmotor (10) bereitgestellt ist, zuführt,einen Erfassungssensor (30), welcher Frühzündung in der Verbrennungskammer (12) des Verbrennungsmotors erfasst, undeine Steuervorrichtung (40), welche ausgelegt ist, den der Verbrennungskammer (12) zugeführten Kraftstoff anzureichern durch Erhöhen eines Betrages an Kraftstoff, der der Verbrennungskammer zugeführt wird, wenn die Frühzündung in der Verbrennungskammer erfasst wird durch den Erfassungssensor (30), dadurch gekennzeichnet, dassdie Steuervorrichtung (40) ferner ausgelegt ist, im Anschluss an das Anreichern des Kraftstoffs den Verdichtungsdruck, welcher der Verbrennungskammer (12) zugeführt wird, zu steuern durch Verwenden eines erforderlichen Drehmoments, eines Zündzeitpunkts der Verbrennungskammer (12) und eines Luftkraftstoffverhältnisses, und welche damit die Frühzündung in der Verbrennungskammer (12) steuert,wobei der Verdichtungsdruck gesteuert wird durch die Steuerung, um eine Drehmomentvariation des Motors zu minimieren.Internal combustion engine, which has a turbocharger (20), comprising: the internal combustion engine (10) which generates power by burning a fuel, the turbocharger (20) which has a turbine which is operated by exhaust gas from the internal combustion engine, and a compressor which is connected to the turbine via a rotary shaft, and which thus by means of the compressor compressed air to a combustion chamber (12) which is provided in the internal combustion engine (10), a detection sensor (30), which pre-ignition in the combustion chamber (12) of the Internal combustion engine detected, and a control device (40) which is adapted to enrich the fuel supplied to the combustion chamber (12) by increasing an amount of fuel supplied to the combustion chamber when the pre-ignition in the combustion chamber is detected by the detection sensor (30), characterized in thatthe control device (40) is further designed subsequently to the enrichment of the fuel to control the compression pressure which is supplied to the combustion chamber (12) by using a required torque, an ignition timing of the combustion chamber (12) and an air-fuel ratio, and which thus controls the pre-ignition in the combustion chamber (12), wherein the compression pressure is controlled by the controller to minimize torque variation of the engine.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen/eines Verbrennungsmotors, der einen Turbolader hat, und ein Verfahren hierfür. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung für einen/eines Verbrennungsmotors, der einen Turbolader hat, und ein Verfahren zum Verhindern, dass ein Fahrer eine vorzeitige Zündung/Frühzündung wahrnimmt, wenn Frühzündung in einer Verbrennungskammer auftritt.The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a turbocharger and a method therefor. More particularly, the present invention relates to a control apparatus for an internal combustion engine having a turbocharger and a method for preventing a driver from feeling premature ignition / pre-ignition when pre-ignition occurs in a combustion chamber.

Beschreibung bezogener TechnikDescription of related technology

Im Allgemeinen erzeugt ein Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs Leistung durch Verbrennung einer Mischung aus Kraftstoff und Luft, die von der Außenseite zugeführt werden.In general, an internal combustion engine of a vehicle generates power by burning a mixture of fuel and air supplied from the outside.

Für die Verbrennung im Zuge des Erzeugens von Leistung durch Antreiben eines Verbrennungsmotors muss Außenluft in genügender Weise zugeführt werden, um eine gewünschte Ausgangsleistung und Verbrennungseffizienz des Verbrennungsmotors zu erzielen. Daher, um die Verbrennungseffizienz zu erhöhen und um die Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors zu erhöhen, wird ein Kompressor oder ein Turbolader, welcher Luft für die Verbrennung verdichtet und die verdichtete Luft zuführt, für ein Fahrzeug angewendet.For combustion in the course of generating power by driving an internal combustion engine, outside air must be sufficiently supplied to achieve a desired output and combustion efficiency of the internal combustion engine. Therefore, in order to increase the combustion efficiency and to increase the output of an internal combustion engine, a compressor or a turbocharger which compresses air for combustion and supplies the compressed air is applied to a vehicle.

Der Turbolader ist eine Vorrichtung, welche eine Turbine rotiert durch Verwenden von Druck eines Abgases, welches von dem Verbrennungsmotor ausgegeben wird, und welcher danach die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors erhöht durch Zuführen von Hochdruckluft zu einer Verbrennungskammer durch Verwenden von Rotationskraft davon. Der Turbolader wurde für einen Dieselmotor verwendet und in jüngster Zeit für einen Benzinmotor verwendet.The turbocharger is a device which rotates a turbine by using pressure of exhaust gas discharged from the internal combustion engine and which thereafter increases the output of the internal combustion engine by supplying high pressure air to a combustion chamber by using rotational force thereof. The turbocharger has been used for a diesel engine and recently used for a gasoline engine.

Bei dem Verbrennungsmotor mit Turbolader kann regelmäßig Frühzündung auftreten. Die Frühzündung tritt auf, wenn eine Kraftstoffmischung selbst zündet durch Überhitzen einer Verbrennungskammer bevor das Kraftstoffgemisch durch Zündfunken am Ende des Kompressionszyklus gezündet wird bei einem Benzinmotor. Wenn Frühzündung kontinuierlich auftritt, wird die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors verschlechtert und tritt Klopfen auf, sodass der Verbrennungsmotor beschädigt wird/werden kann.In the case of an internal combustion engine with a turbocharger, pre-ignition can occur regularly. Pre-ignition occurs when a fuel mixture self-ignites by overheating a combustion chamber before the fuel mixture is ignited by sparks at the end of the compression cycle in a gasoline engine. If pre-ignition occurs continuously, the output of the internal combustion engine is deteriorated and knocking occurs, so that the internal combustion engine is damaged.

Auch bringt die Frühzündung ein unangenehmes Gefühl für den Fahrer mit sich. Demgemäß kommt es zu Beschwerden von Nutzern/Kunden über das Fahrverhalten des Fahrzeugs.The pre-ignition also creates an uncomfortable feeling for the driver. Accordingly, there are complaints from users / customers about the driving behavior of the vehicle.

Aus der US 2012 / 0 035 835 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 4 bekannt. Aus der DE 10 2012 203 487 A1 und der US 2011 / 0 213 538 A1 sind Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung des Vorliegens einer Frühzündung bekannt. Aus der DE 10 2010 040 271 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen einer Fehlfunktion im System zum Detektieren einer Frühzündung bekannt, wobei anschließend ein Betrieb des Motors in einem Notlaufbetrieb erfolgt.A device and a method according to the preamble of claims 1 and 4, respectively, are known from US 2012/035 835 A1. From the DE 10 2012 203 487 A1 and US 2011/0 213 538 A1, methods and devices for determining the presence of a pre-ignition are known. From the DE 10 2010 040 271 A1 a method and a device for recognizing a malfunction in the system for detecting pre-ignition are known, the engine then being operated in an emergency mode.

Die in diesem Hintergrundabschnitt offenbarten Informationen dienen nur der Erleichterung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollen nicht als irgendein Zugeständnis oder irgendeine Form der Anregung herangezogen werden, dass diese Information den dem Fachmann bekannten Stand der Technik bilden.The information disclosed in this background section is provided only to facilitate understanding of the general background of the invention and should not be taken as any admission or suggestion that this information constitutes the state of the art known to those skilled in the art.

Erläuterung der ErfindungExplanation of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung für einen/eines Verbrennungsmotors zu schaffen, welcher einen Turbolader hat, welcher eine Frühzündung schnell unterdrückt, wenn die Frühzündung auftritt.The object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine which has a turbocharger which quickly suppresses pre-ignition when pre-ignition occurs.

Ferner ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Drehmomentvariation des Verbrennungsmotors derart zu minimieren, dass ein Fahrer die Frühzündung nicht wahrnehmen kann, wenn die Frühzündung unterdrückt wird.A further object of the present invention is to minimize the torque variation of the internal combustion engine in such a way that a driver cannot perceive the advance ignition when the advance ignition is suppressed.

Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Steuerverfahren gemäß Anspruch 4. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.These objects are achieved by a control device according to claim 1 and by a control method according to claim 4. Advantageous developments are described in the subclaims.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors, welcher einen Turbolader hat, auf den Verbrennungsmotor, der Leistung erzeugt durch Verbrennen eines Kraftstoffs, wobei der Turbolader aufweist eine Turbine, welche von Abgas des Verbrennungsmotors betrieben wird, und einen Verdichter, welcher über eine Drehwelle mit der Turbine verbunden ist und daher durch den Verdichter verdichtete Luft zu einer Verbrennungskammer, die im Verbrennungsmotor bereitgestellt ist, zuführt, einen Erfassungssensor, welcher Frühzündung in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors erfasst, und eine Steuervorrichtung, welche den Verdichtungsdruck/Ladedruck, der der Verbrennungskammer zugeführt wird, steuert durch (z.B. unter) Verwenden eines erforderlichen Drehmoments, eines Zündzeitpunkts (z.B. Zündtimings) der Verbrennungskammer und eines Luftkraftstoffverhältnisses, und welche daher die Frühzündung in der Verbrennungskammer steuert, wenn die Frühzündung in der Verbrennungskammer von dem Erfassungssensor erfasst wird.According to the present invention, a control device of an internal combustion engine, which has a turbocharger, comprises the internal combustion engine that generates power by burning a fuel, the turbocharger having a turbine, which is operated by exhaust gas of the internal combustion engine, and a compressor, which via a rotating shaft is connected to the turbine and therefore air compressed by the compressor to a combustion chamber provided in the internal combustion engine, a detection sensor which detects pre-ignition in the combustion chamber of the internal combustion engine, and a control device which the compression pressure / boost pressure supplied to the combustion chamber is controlled by (e.g. using) a required torque, a Ignition timing (for example, ignition timings) of the combustion chamber and an air-fuel ratio, and which therefore controls the ignition advance in the combustion chamber when the ignition advance in the combustion chamber is detected by the detection sensor.

Die Steuervorrichtung erhöht z.B. das Luftkraftstoffverhältnis, wenn die Frühzündung unterdrückt wird, durch Einstellen des Verdichtungsdrucks, der der Verbrennungskammer zugeführt wird.For example, the control device increases the air-fuel ratio when the pre-ignition is suppressed by adjusting the compression pressure supplied to the combustion chamber.

Die Steuervorrichtung ändert z.B. den Verbrennungsmotor(-Betrieb) in einen Notfallmodus, wenn die Frühzündung nicht unterdrückt wird, durch Steuerung des Verdichtungsdrucks, der der Verbrennungskammer zugeführt wird.For example, the control device changes the engine (operation) to an emergency mode when the pre-ignition is not suppressed by controlling the compression pressure supplied to the combustion chamber.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor, welcher einen Turbolader hat, auf: Erfassen, ob Frühzündung in einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors auftritt, mittels eines Erfassungssensors, Anreichern (z.B. Erhöhen) einer Zufuhr von Kraftstoff zur Verbrennungskammer, wenn die Frühzündung in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors auftritt, durch eine Steuervorrichtung, und Einstellen eines Ladedrucks/Verdichtungsdrucks von Luft, die der Verbrennungskammer zugeführt wird, durch Verwenden eines erforderlichen Drehmoments, eines Zündzeitpunkts (z.B. Zündtimings) und eines Luftkraftstoffverhältnisses durch die Steuervorrichtung.According to the present invention, a control method for an internal combustion engine having a turbocharger includes: detecting whether pre-ignition occurs in a combustion chamber of the internal combustion engine by means of a detection sensor, enriching (e.g. increasing) a supply of fuel to the combustion chamber when the pre-ignition occurs in the Combustion chamber of the internal combustion engine occurs by a control device, and adjusting a boost pressure / compression pressure of air supplied to the combustion chamber by using a required torque, an ignition timing (e.g. ignition timing) and an air-fuel ratio by the control device.

Das Steuerverfahren kann ferner aufweisen Ermitteln, ob die Frühzündung in der Verbrennungskammer von der Steuervorrichtung unterdrückt wird, und Erhöhen des Luftkraftstoffverhältnisses auf einen vorbestimmten Wert, wenn die Frühzündung unterdrückt wird, durch Einstellen des Verdichtungsdrucks von/der Luft, die der Verbrennungskammer zugeführt wird, mittels der Steuervorrichtung.The control method may further include determining whether the pre-ignition in the combustion chamber is suppressed by the control device, and if the pre-ignition is suppressed, increasing the air-fuel ratio to a predetermined value by adjusting the compression pressure of the air supplied to the combustion chamber by means of the control device.

Das Steuerverfahren kann ferner aufweisen Ändern des (Betriebsmodus des) Verbrennungsmotors in einen Notfallmodus, wenn die Steuervorrichtung ermittelt, dass die Frühzündung nicht unterdrückt wird.The control method may further include changing the (operating mode of the) internal combustion engine to an emergency mode if the control device determines that the pre-ignition is not suppressed.

Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche im Detail aus den begleitenden Zeichnungen, die hierin mit einbezogen sind, und der nachfolgenden Detailbeschreibung weiter ersichtlich werden und dargelegt sind, welche zusammen dazu dienen, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.The method and apparatus of the present invention have other features and advantages which are further set forth in the accompanying drawings, which are incorporated herein, and the following detailed description, which together serve to implement certain principles of the present invention to explain.

FigurenlisteFigure list

  • 1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors zeigt, der einen Turbolader hat, gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 Fig. 13 is a block diagram showing a control device of an internal combustion engine having a turbocharger according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 2 ist ein Flussablaufdiagramm, welches ein Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors, welcher einen Turbolader hat, darstellt gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 FIG. 13 is a flow chart illustrating a control method of an internal combustion engine having a turbocharger according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 3 ist ein Schaubild, welches ein Steuersignal zeigt, gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 FIG. 13 is a diagram showing a control signal according to an exemplary embodiment of the present invention.

Es ist zu verstehen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und teilweise vereinfachte Darstellungen der zahlreichen Merkmale zeigen, welche für die Grundprinzipien der Erfindung illustrativ sind. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung wie hierin offenbart, einschließlich z. B. spezifischer Dimensionen, Orientierungen, Positionierungen und Gestaltungen, bestimmen sich teilweise durch die besonders vorgesehene Verwendung und die Verwendungsumgebung.It should be understood that the appended drawings are not necessarily to scale and show partially simplified representations of the numerous features which are illustrative of the basic principles of the invention. The specific design features of the present invention as disclosed herein including e.g. B. specific dimensions, orientations, positioning and designs, are partly determined by the particularly intended use and the use environment.

In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für die gleichen oder wesensgleichen Teile der vorliegenden Erfindung über die gesamten Figuren der Zeichnung hinweg verwendet.In the figures, the same reference symbols are used for the same or essentially identical parts of the present invention throughout the figures of the drawing.

DetailbeschreibungDetailed description

Es wird nun im Detail Bezug genommen auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von welcher Beispiele in den begleitenden Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen beschrieben wird, ist zu verstehen, dass die vorliegende Beschreibung nicht vorgesehen ist, um die Erfindung auf diese exemplarischen Ausführungsformen einzuschränken. Im Gegenteil ist es vorgesehen, dass die Erfindung nicht nur die exemplarischen Ausführungsformen abdeckt, sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, welche innerhalb des von den Ansprüchen und deren Äquivalenten definierten Schutzumfangs liegen.Reference will now be made in detail to numerous embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings and described below. While the invention is described in connection with exemplary embodiments, it should be understood that the present description is not intended to limit the invention to these exemplary embodiments. On the contrary, it is intended that the invention cover not only the exemplary embodiments, but also numerous alternatives, modifications, alterations, and other embodiments which are within the scope of protection defined by the claims and their equivalents.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung weiter im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt sind.The present invention now will be described further in detail with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the present invention are shown.

Beim Beschreiben der vorliegenden Erfindung werden Aspekte/Teile, die nicht in Bezug auf die Erfindung/Beschreibung stehen, weggelassen. Gleiche Bezugszeichen, bezeichnen im Allgemeinen gleiche Elemente über die Beschreibung hinweg.In describing the present invention, aspects / parts that are not related to the invention / description are omitted. The same reference symbols generally designate the same elements throughout the description.

Ferner sind die Abmessung und die Dicke jeder Konfiguration, die in den Zeichnungen gezeigt ist, zum besseren Verständnis und zur Erleichterung der Beschreibung willkürlich dargestellt, wobei die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt ist. In den Zeichnungen ist die Dicke von Schichten, Filmen, Paneelen, Bereichen usw. zu Klarheitszwecken z.B. vergrößert dargestellt.Further, the dimension and thickness of each configuration shown in the drawings are arbitrary for ease of understanding and ease of description, and the present invention is not limited thereto. In the drawings, for example, the thickness of layers, films, panels, areas, etc. is exaggerated for the sake of clarity.

Eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.A control device of an internal combustion engine with a turbocharger according to an exemplary embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

1 ist ein Blockschaubild, welches eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader zeigt gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 FIG. 13 is a block diagram showing a control device of an internal combustion engine with a turbocharger according to an exemplary embodiment of the present invention.

Wie in 1 gezeigt, weist eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einen Verbrennungsmotor 10, welcher Leistung erzeugt durch Verbrennen eines Kraftstoffs, einen Turbolader 20, welcher verdichtete Luft zu einer Verbrennungskammer 12 des Verbrennungsmotors 10 zuführt, einen Erfassungssensor 30, welcher erfasst, ob Frühzündung gerade in der Verbrennungskammer 12 auftritt, und eine Steuervorrichtung 40, welche die Frühzündung, die in der Verbrennungskammer auftritt, steuert.As in 1 As shown, a control device of an internal combustion engine with a turbocharger according to an exemplary embodiment of the present invention comprises an internal combustion engine 10 , which generates power by burning a fuel, a turbocharger 20th which compressed air to a combustion chamber 12th of the internal combustion engine 10 feeds a detection sensor 30th , which detects whether pre-ignition is currently in the combustion chamber 12th occurs and a control device 40 which controls the pre-ignition occurring in the combustion chamber.

Der Turbolader 20 weist auf eine Turbine, welche von Abgas betrieben ist, und einen Verdichter, welcher über eine Drehwelle mit der Turbine verbunden ist. Der Verdichter verdichtet externe Luft und führt verdichtete Luft zu der Verbrennungskammer 12 des Verbrennungsmotors 10 zu.The turbocharger 20th has a turbine, which is operated by exhaust gas, and a compressor, which is connected to the turbine via a rotating shaft. The compressor compresses external air and supplies compressed air to the combustion chamber 12th of the internal combustion engine 10 to.

Der Erfassungssensor 30 ist in der Verbrennungskammer 12 des Verbrennungsmotors 10 bereitgestellt, um Frühzündung zu erfassen. Der Erfassungssensor 30 stellt ein Erfassungssignal der Steuervorrichtung 40 bereit bzw. führt dieses der Steuervorrichtung 40 zu.The detection sensor 30th is in the combustion chamber 12th of the internal combustion engine 10 provided to detect spark advance. The detection sensor 30th represents a detection signal of the control device 40 ready or leads this to the control device 40 to.

Wenn die Steuervorrichtung 40 mittels des Erfassungssensors 30 erfasst, dass die Frühzündung gerade in der Verbrennungskammer 12 auftritt, dann stellt die Steuervorrichtung 40 den Ladedruck/Verdichtungsdruck, der der Verbrennungskammer 12 zugeführt wird, ein durch Verwenden eines/des erforderlichen Drehmoments, eines/des Zündzeitpunkts der Verbrennungskammer 12 und eines/des Luftkraftstoffverhältnisses.When the control device 40 by means of the detection sensor 30th detects that the pre-ignition is currently in the combustion chamber 12th occurs, then restores the control device 40 the boost / compression pressure of the combustion chamber 12th is supplied, one by using a required torque, an ignition timing of the combustion chamber 12th and one of the air-fuel ratio.

Die Steuervorrichtung 40 kann durch einen oder mehrere Prozessoren realisiert sein, die von einem vorbestimmten Programm betrieben sind, und das vorbestimmte Programm kann programmiert sein, um jeden Schritt eines Steuerverfahrens eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader durchzuführen gemäß einer exemplarischen Ausführungsform dieser Erfindung.The control device 40 may be implemented by one or more processors operated by a predetermined program, and the predetermined program may be programmed to perform each step of a control method of an internal combustion engine with a turbocharger according to an exemplary embodiment of this invention.

Die Steuervorrichtung 40 reichert Kraftstoff an (z.B. führt verstärkt Kraftstoff zu), der der Verbrennungskammer 12 des Verbrennungsmotors 10 zugeführt wird, wenn Frühzündung in der Verbrennungskammer 12 auftritt. Das heißt, wenn ein großer Betrag an Kraftstoff der Verbrennungskammer 12 momentan/in augenblicklicher Weise zugeführt wird, verringert sich die Temperatur der Verbrennungskammer 12. Daher kann die Frühzündung in der Verbrennungskammer 12 unterdrückt werden.The control device 40 enriches fuel (e.g., increases fuel supply) to the combustion chamber 12th of the internal combustion engine 10 is supplied when pre-ignition in the combustion chamber 12th occurs. That is, when there is a large amount of fuel in the combustion chamber 12th is momentarily supplied, the temperature of the combustion chamber decreases 12th . Therefore, the pre-ignition can occur in the combustion chamber 12th be suppressed.

Ferner, wenn ein großer Betrag an Kraftstoff der Verbrennungskammer 12 augenblicklich zugeführt wird, wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors schnell erhöht. Wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors schnell erhöht wird, nimmt der Fahrer wahr, dass eine Frühzündung in der Verbrennungskammer 12 auftritt. Wenn die Frühzündung kontinuierlich auftritt, ist der Fahrer mit der Leistung des Fahrzeugs/dem Verhalten des Fahrzeugs unzufrieden.Further, when a large amount of fuel the combustion chamber 12th is supplied instantaneously, the engine torque is increased rapidly. When the engine torque is increased rapidly, the driver perceives that there is a pre-ignition in the combustion chamber 12th occurs. If the pre-ignition occurs continuously, the driver is dissatisfied with the vehicle's performance / behavior.

Daher ist es notwendig, den Druck der verdichteten Luft, die der Verbrennungskammer 12 zugeführt wird, einzustellen. Ein Ladedruck/Verdichtungsdruck, der der Verbrennungskammer 12 zugeführt wird, wird ermittelt durch das erforderliche Drehmoment, den Zündzeitpunkt und das Luftkraftstoffverhältnis.Hence, it is necessary to adjust the pressure of the compressed air that is in the combustion chamber 12th is fed to adjust. A boost pressure / compression pressure that of the combustion chamber 12th is determined by the required torque, the ignition timing and the air-fuel ratio.

Zu dieser Zeit wird eine Drehmomentvariation des Verbrennungsmotors gesteuert, wenn der Ladedruck/Verdichtungsdruck geeignet gesteuert wird durch die Steuervorrichtung 40. Da die Drehmomentvariation des Verbrennungsmotors durch die Steuervorrichtung 40 minimiert wird/ist, kann der Fahrer nicht wahrnehmen, dass eine Frühzündung auftritt.At this time, a torque variation of the internal combustion engine is controlled when the boost / compression pressure is appropriately controlled by the control device 40 . As the torque variation of the internal combustion engine through the control device 40 is / is minimized, the driver cannot perceive that a pre-ignition is occurring.

Das Luftkraftstoffverhältnis (Lambda) bedeutet ein Gewichtsverhältnis/Massenverhältnis von Luft und Kraftstoff (Luftgewicht/Kraftstoffgewicht bzw. Luftmasse/Kraftstoffmasse). Wenn das Luftkraftstoffverhältnis ansteigt, dann steigt das Gewichtsverhältnis von Luft bzw. der Gewichtsanteil bzw. der Massenanteil von Luft an. Das bedeutet, dass der Betrag an Kraftstoff relativ verdünnt wird/ist (Magergemisch). Im Gegensatz dazu, wenn das Luftkraftstoffverhältnis abnimmt, dann ist das Gewichtsverhältnis von Luft bzw. der Gewichtsanteil/Massenanteil an Luft verringert. Das bedeutet, dass der Betrag an Kraftstoff relativ dicht ist (Fettgemisch).The air-fuel ratio (lambda) means a weight ratio / mass ratio of air and fuel (air weight / fuel weight or air mass / fuel mass). As the air-fuel ratio increases, it increases Weight ratio of air or the weight fraction or the mass fraction of air. This means that the amount of fuel is / is relatively diluted (lean mixture). In contrast to this, if the air-fuel ratio decreases, then the weight ratio of air or the weight fraction / mass fraction of air is reduced. This means that the amount of fuel is relatively dense (fat mixture).

Nachfolgend wird ein Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors, welcher einen Turbolader hat, gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.A control method of an internal combustion engine having a turbocharger according to an exemplary embodiment of the present invention will be described below.

2 ist ein Flussablaufdiagramm, welches ein Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors darstellt, welcher einen Turbolader hat, gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 FIG. 13 is a flow chart illustrating a control method of an internal combustion engine having a turbocharger according to an exemplary embodiment of the present invention.

Wie in 2 gezeigt, erfasst der Erfassungssensor 30, ob die Frühzündung auftritt im Schritt S10.As in 2 shown, the detection sensor detects 30th whether the pre-ignition occurs in the step S10 .

Wenn die Frühzündung auftritt in der Verbrennungskammer 12 des Verbrennungsmotors 10, wird der Betrag an Kraftstoff, der der Verbrennungskammer 12 zugeführt wird, erhöht im Schritt S20. Als solches, wenn der Betrag an Kraftstoff, der der Verbrennungskammer 12 zugeführt wird, augenblicklich erhöht wird/ist, dann ist/wird die Temperatur der Verbrennungskammer 12 bzw. in der Verbrennungskammer 12 verringert. Daher kann die Frühzündung unterdrückt werden.When pre-ignition occurs in the combustion chamber 12th of the internal combustion engine 10 , is the amount of fuel that the combustion chamber 12th is supplied, increased in step S20 . As such, if the amount of fuel that the combustion chamber 12th is / is instantaneously increased, then the temperature of the combustion chamber is / is 12th or in the combustion chamber 12th decreased. Therefore, the pre-ignition can be suppressed.

Die Steuervorrichtung 40 steuert Ladedruck/Verdichtungsdruck von/der Luft, die der Verbrennungskammer 12 zugeführt wird, durch Verwenden des erforderlichen Drehmoments, des Zündzeitpunkts und des Luftkraftstoffverhältnisses im Schritt S30. Eine Drehmomentvariation des Verbrennungsmotors kann minimiert werden durch Steuern des Ladedrucks/Verdichtungsdrucks, der der Verbrennungskammer 12 zugeführt wird.The control device 40 controls boost / compression pressure of / the air entering the combustion chamber 12th is supplied by using the required torque, ignition timing and air-fuel ratio in step S30 . Torque variation of the internal combustion engine can be minimized by controlling the boost / compression pressure of the combustion chamber 12th is fed.

Wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors schnell ansteigt, dann nimmt der Fahrer wahr, dass (die) Frühzündung auftritt. Daher steuert die Steuervorrichtung 40, dass eine/die Drehmomentvariation des Verbrennungsmotors minimal wird durch Einstellen des Ladedrucks/Verdichtungsdrucks von/der Luft, die der Verbrennungskammer 12 zugeführt wird. Als ein Ergebnis daraus kann der Fahrer nicht wahrnehmen, dass Frühzündung auftritt.When the engine torque increases rapidly, the driver perceives that pre-ignition is occurring. Therefore, the control device controls 40 that a / the torque variation of the internal combustion engine is minimal by adjusting the boost pressure / compression pressure of / the air that the combustion chamber 12th is fed. As a result, the driver cannot perceive that pre-ignition is occurring.

Die Steuervorrichtung 40 ermittelt, ob die Frühzündung unterdrückt wird/ist im Schritt S40. Eine Unterdrückung der Frühzündung kann ermittelt werden aus dem Erfassungssignal des Erfassungssensors 30.The control device 40 determines whether the pre-ignition is suppressed / is in step S40 . Suppression of the pre-ignition can be determined from the detection signal of the detection sensor 30th .

Die Steuervorrichtung 40 reduziert den Kraftstoff betrag, der der Verbrennungskammer 12 zugeführt wird, auf einen Normalzustand, wenn die Frühzündung, die in der Verbrennungskammer 12 auftritt, unterdrückt wird in Schritt S50. Das heißt, die Steuervorrichtung 40 ermittelt, dass der Verbrennungsmotor normalisiert ist, und steuert den Verbrennungsmotor in einem Normalzustand.The control device 40 reduces the amount of fuel used in the combustion chamber 12th is supplied to a normal state when the pre-ignition taking place in the combustion chamber 12th occurs, is suppressed in step S50 . That is, the control device 40 determines that the engine is normalized and controls the engine in a normal state.

Die Steuervorrichtung 40 ermittelt, dass der Verbrennungsmotor in einem abnormalen Zustand ist, wenn die Frühzündung nicht unterdrückt ist/wird trotz der Steuerung der Kraftstoffanreicherung und der Steuerung des Ladedrucks/Verdichtungsdrucks, der/die der Verbrennungskammer 12 zugeführt wird/werden. Die Steuervorrichtung 40 ändert dann den Laufmodus/Betriebsmodus des Verbrennungsmotors in einen Notfallmodus und steuert den Verbrennungsmotor im Notfallmodus im Schritt S60. Als solches ändert die Steuervorrichtung 40 den Betrieb des Verbrennungsmotors in einen Notfallmodus, und dadurch kann Schaden am Verbrennungsmotor verhindert werden und die Sicherheit des Fahrers kann gewährleistet werden.The control device 40 determines that the engine is in an abnormal state when the pre-ignition is not suppressed in spite of the fuel enrichment control and the boost pressure / compression pressure control of the combustion chamber 12th is / are supplied. The control device 40 then changes the running mode / operating mode of the internal combustion engine to an emergency mode and controls the internal combustion engine in the emergency mode in step S60 . As such, the control device changes 40 the operation of the internal combustion engine in an emergency mode, and thereby damage to the internal combustion engine can be prevented and the safety of the driver can be ensured.

Der Notfallmodus ist ein Ersatzmodus/Hilfsmodus zum Bereitstellen von Sicherheit für den Fahrer, um nicht geschädigt zu werden auf Grund eines plötzlichen Stopps eines Verbrennungsmotors, der durch Fehlfunktion von Teilen verursacht wird/werden könnte. Die Steuervorrichtung 40 reduziert die Fahrzeuggeschwindigkeit auf etwa 60 - 80 Km/h oder weniger im Notfallmodus und hält die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf etwa 1500 - 2000 Umdrehungen pro Minute, was höher ist als ein allgemeines Level, sogar als wenn das Fahrzeug in einem Leerlauf-Stoppzustand ist.The emergency mode is a backup mode / auxiliary mode for providing safety to the driver so as not to be harmed due to a sudden stop of an internal combustion engine, which is / could be caused by malfunction of parts. The control device 40 reduces the vehicle speed to about 60-80 km / h or less in the emergency mode and keeps the engine speed at about 1500-2000 revolutions per minute, which is higher than a general level even when the vehicle is in an idle-stop condition.

Nachfolgend wird ein Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 3 beschrieben.A control method of an internal combustion engine with a turbocharger according to an exemplary embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG 3 described.

Wie in 3 gezeigt, führt die Steuervorrichtung 40 einen großen Betrag an Kraftstoff zu der Verbrennungskammer 12 momentan/augenblicklich zu, um die Temperatur der Verbrennungskammer 12 (es wird auf 3, (a)-Linie Bezug genommen) zu verringern, wenn die Frühzündung erfasst wird in der Verbrennungskammer 12 des Verbrennungsmotors 10 (es wird auf 3, (b)-Linie Bezug genommen).As in 3 shown, the control device performs 40 a large amount of fuel to the combustion chamber 12th momentary / momentary to the temperature of the combustion chamber 12th (it will open 3 , (a) line referenced) when the pre-ignition is detected in the combustion chamber 12th of the internal combustion engine 10 (it will open 3 , (b) line referenced).

Um eine schnelle Drehmomentvariation zu verhindern, die von dem großen Betrag an Kraftstoff verursacht würde, der der Verbrennungskammer 12 zugeführt wird, steuert die Steuervorrichtung 40 einen Ladedruck/Verdichtungsdruck von Luft, die der Verbrennungskammer 12 zugeführt wird (es wird auf 3, (b)-Linie Bezug genommen).To prevent a rapid torque variation caused by the large amount of fuel that the combustion chamber takes 12th is supplied, controls the control device 40 a boost / compression pressure of air entering the combustion chamber 12th is fed (it is on 3 , (b) line referenced).

Als solches wird die Drehmomentvariation des Verbrennungsmotors minimiert durch Steuern des Kraftstoffbetrags und des Verdichtungsdrucks, die der Verbrennungskammer 12 zugeführt werden (es wird Bezug genommen auf 3, (c)-Linie). Daher kann der Fahrer nicht wahrnehmen, dass die Frühzündung aufgetreten ist.As such, the torque variation of the internal combustion engine is minimized by controlling the amount of fuel and the compression pressure applied to the combustion chamber 12th (reference is made to 3 , (c) line). Therefore, the driver cannot perceive that the pre-ignition has occurred.

Wenn die Frühzündung unterdrückt wird, reduziert die Steuervorrichtung 40 allmählich/graduell den Kraftstoffbetrag in seinen Original-/Ursprungszustand und stellt den Verdichtungsdruck von Luft in seinen Originalzustand wieder her.When the pre-ignition is suppressed, the control device reduces 40 gradually returns the amount of fuel to its original state and restores the compression pressure of air to its original state.

Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Drehmomentvariation eines Verbrennungsmotors minimiert werden durch Einstellen des Verdichtungsdrucks gemäß dem Kraftstoffbetrag, der der Verbrennungskammer zugeführt wird. Da die Drehmomentvariation eines Verbrennungsmotors minimiert wird, kann der Fahrer nicht wahrnehmen, dass Frühzündung aufgetreten ist.According to an exemplary embodiment of the present invention, torque variation of an internal combustion engine can be minimized by adjusting the compression pressure according to the amount of fuel supplied to the combustion chamber. Since the torque variation of an internal combustion engine is minimized, the driver cannot perceive that pre-ignition has occurred.

Zur Erleichterung in der Erklärung und genauen Definition der angehängten Ansprüche werden Ausdrücke „obere“, „untere“, „innere“ und „äußere“ dazu verwendet, um Merkmale der exemplarischen Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen solcher Merkmale, wie in den Figuren dargestellt, zu beschreiben.To facilitate the explanation and precise definition of the appended claims, the terms "upper", "lower", "inner" and "outer" are used to describe features of the exemplary embodiments with reference to the positions of such features as shown in the figures, to describe.

Die vorausgehende Beschreibung von spezifischen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist zu Zwecken der Illustration und Beschreibung gemacht worden. Sie sind nicht vorgesehen, um erschöpfend zu sein oder um die Erfindung auf exakt diese offenbarten Ausführungsformen einzuschränken, und ersichtlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Es ist vorgesehen, dass der Schutzumfang durch die hier angehängten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.The foregoing description of specific exemplary embodiments of the present invention has been presented for purposes of illustration and description. They are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise embodiments disclosed, and obviously many modifications and variations are possible in light of the above teachings. It is intended that the scope of protection be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

Claims (6)

Verbrennungsmotor, welcher einen Turbolader (20) hat, aufweisend: den Verbrennungsmotor (10), welcher Leistung durch Verbrennung eines Kraftstoffs erzeugt, den Turbolader (20), welcher aufweist eine Turbine, welche von Abgas des Verbrennungsmotors betrieben ist, und einen Verdichter, welcher mit der Turbine über eine Drehwelle verbunden ist, und welcher somit mittels des Verdichters verdichtete Luft zu einer Verbrennungskammer (12), welche im Verbrennungsmotor (10) bereitgestellt ist, zuführt, einen Erfassungssensor (30), welcher Frühzündung in der Verbrennungskammer (12) des Verbrennungsmotors erfasst, und eine Steuervorrichtung (40), welche ausgelegt ist, den der Verbrennungskammer (12) zugeführten Kraftstoff anzureichern durch Erhöhen eines Betrages an Kraftstoff, der der Verbrennungskammer zugeführt wird, wenn die Frühzündung in der Verbrennungskammer erfasst wird durch den Erfassungssensor (30), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (40) ferner ausgelegt ist, im Anschluss an das Anreichern des Kraftstoffs den Verdichtungsdruck, welcher der Verbrennungskammer (12) zugeführt wird, zu steuern durch Verwenden eines erforderlichen Drehmoments, eines Zündzeitpunkts der Verbrennungskammer (12) und eines Luftkraftstoffverhältnisses, und welche damit die Frühzündung in der Verbrennungskammer (12) steuert, wobei der Verdichtungsdruck gesteuert wird durch die Steuerung, um eine Drehmomentvariation des Motors zu minimieren.Internal combustion engine, which has a turbocharger (20), comprising: the internal combustion engine (10) which generates power by combustion of a fuel, the turbocharger (20) which has a turbine which is operated by exhaust gas from the internal combustion engine, and a compressor which is connected to the turbine via a rotary shaft, and which thus by means of the compressor compressed air to a combustion chamber (12) which is provided in the internal combustion engine (10), a detection sensor (30), which pre-ignition in the combustion chamber (12) of the Internal combustion engine detected, and a control device (40) which is configured to enrich the fuel supplied to the combustion chamber (12) by increasing an amount of fuel supplied to the combustion chamber when the pre-ignition in the combustion chamber is detected by the detection sensor (30) , characterized in that the control device (40) is also designed, in Ansc in connection with the enrichment of the fuel, to control the compression pressure which is supplied to the combustion chamber (12) by using a required torque, an ignition timing of the combustion chamber (12) and an air-fuel ratio, and which thus controls the pre-ignition in the combustion chamber (12), wherein the compression pressure is controlled by the controller to minimize torque variation of the engine. Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (40) das Luftkraftstoffverhältnis erhöht, wenn die Frühzündung unterdrückt wird, durch Einstellen des Verdichtungsdrucks, der der Verbrennungskammer (12) zugeführt wird.Internal combustion engine with a turbocharger according to Claim 1 wherein the controller (40) increases the air-fuel ratio when the pre-ignition is suppressed by adjusting the compression pressure supplied to the combustion chamber (12). Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuervorrichtung (40) den Verbrennungsmotorbetrieb auf einen Notfallmodus ändert, wenn die Frühzündung nicht unterdrückt wird durch die Steuerung des Verdichtungsdrucks, der der Verbrennungskammer (12) zugeführt wird.Internal combustion engine with a turbocharger according to Claim 1 or 2 wherein the controller (40) changes the engine operation to an emergency mode if the pre-ignition is not suppressed by controlling the compression pressure supplied to the combustion chamber (12). Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader (20), aufweisend: Erfassen, ob Frühzündung in einer Verbrennungskammer (12) des Verbrennungsmotors (10) auftritt, durch einen Erfassungssensor (30)(S10), und Steigern einer Zuführung von Kraftstoff zu der Verbrennungskammer (12), wenn die Frühzündung in der Verbrennungskammer (12) des Verbrennungsmotors (10) auftritt, durch eine Steuervorrichtung (40)(S20), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerverfahren ferner im Anschluss an das Steigern der Zuführung von Kraftstoff aufweist: Einstellen eines Verdichtungsdrucks von Luft, die der Verbrennungskammer (12) zugeführt wird, durch Verwenden eines erforderlichen Drehmoments, eines Zündzeitpunkts und eines Luftkraftstoffverhältnisses (S30) durch die Steuervorrichtung (40), wobei der Verdichtungsdruck gesteuert wird, um eine Drehmomentvariation des Motors zu minimierenA control method of an internal combustion engine having a turbo charger (20), comprising: detecting whether preignition occurs in a combustion chamber (12) of the internal combustion engine (10) by a detection sensor (30) (S10), and increasing a supply of fuel to the combustion chamber (12) ), when the pre-ignition occurs in the combustion chamber (12) of the internal combustion engine (10), by a control device (40) (S20), characterized in that the control method further comprises following increasing the supply of fuel: setting a compression pressure of Air supplied to the combustion chamber (12) by using a required torque, an ignition timing and an air-fuel ratio (S30) by the controller (40), the compression pressure being controlled to minimize a torque variation of the engine Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors mit Turbolader gemäß Anspruch 4, ferner aufweisend: Ermitteln, ob die Frühzündung in der Verbrennungskammer (12) unterdrückt ist, durch die Steuervorrichtung (40) und Erhöhen des Luftkraftstoffverhältnisses auf einen vorbestimmten Wert, wenn die Frühzündung unterdrückt ist, durch Einstellen des Verdichtungsdrucks von Luft, die der Verbrennungskammer (12) zugeführt wird, durch die Steuervorrichtung (40).Control method of an internal combustion engine with turbocharger according to Claim 4 , further comprising: determining whether the pre-ignition is suppressed in the combustion chamber (12) by the control device (40) and increasing the air-fuel ratio to a predetermined value when the pre-ignition is suppressed by adjusting the compression pressure of air supplied to the combustion chamber ( 12) is supplied by the control device (40). Steuerverfahren des Verbrennungsmotors mit Turbolader gemäß Anspruch 5, ferner aufweisend: Ändern des Verbrennungsmotorbetriebs auf einen Notfallmodus, wenn die Steuervorrichtung (40) ermittelt, dass die Frühzündung nicht unterdrückt ist.Control method of the internal combustion engine with turbocharger according to Claim 5 , further comprising: changing the engine operation to an emergency mode when the controller determines that the spark advance is not suppressed.
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